При электролизе раствора хлорида натрия, содержащего 23,4 г этой соли, выделилось 3,36 л (н.у.) хлора. Вычислите выход продукта реакции (в %) от теоретически возможного. В ответ…

Давайте подробно разберем задачу по шагам.

Дано:

• Масса NaCl: 23,4 г
• Объем выделившегосяCl₂: 3,36 л (н.у.)
• Требуется найти процент выхода продукта.

Шаг 1. Запишем реакцию электролиза

При электролизе раствора NaCl происходят две основные реакции:

• На катоде: Na⁺ + e⁻ → Na (основной галогенид осаждается как металл, но в растворе натрий не выделяется, т.к. он в виде иона и остаётся в растворе; здесь важна реакция на аноде)
• На аноде: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻

То есть, выделяется Cl₂ по реакции: \[ 2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^- \]

Шаг 2. Подсчитаем количество вещества NaCl

Молярная масса NaCl: \[ M_{NaCl} = 23 + 35,5 = 58,5 \text{ г/моль} \]

Количество молей NaCl: \[ n_{NaCl} = \frac{23,4}{58,5} \approx 0,4 \text{ моль} \]

Шаг 3. Определим, сколько хлора может выделиться теоретически

Теоретически, при электролизе 1 моль NaCl выделится 1 моль Cl₂ (стoит соотношение из реакции: 2Cl⁻ → Cl₂, 2 моля ионов дают 1 моль Cl₂, значит, для 2 моль Cl⁻ выделится 1 моль Cl₂).

Отсюда:

• В 1 моль NaCl содержится 2 моль Cl⁻.
• В 0,4 моль NaCl содержится: \[ n_{Cl^-} = 2 \times 0,4 = 0,8 \text{ моль} \]
• Теоретически, для 0,8 моль Cl⁻ выделится: \[ n_{Cl_2,\text{теория}} = \frac{0,8}{2} = 0,4 \text{ моль} \]

Шаг 4. Определим теоретический объем Cl₂ (нормальные условия)

Объем 1 моль газа при н.у. равен 22,4 л:

\[ V_{Cl_2,\text{теория}} = 0,4 \times 22,4 = 8,96 \text{ л} \]

Это — максимальный возможный объем выделившегося хлора.

Шаг 5. Рассчитаем фактический выход

• Выделено фактически: 3,36 л.
• Теоретически: 8,96 л.

Процент выхода: \[ \text{Выход} = \frac{3,36}{8,96} \times 100\% \approx 37,5\% \]

Ответ: целое число — 38.

Итог:

Выход продукта по химической реакции составляет примерно 38%.